TWI722622B - 鋼的製造方法以及礦渣的鹽基度降低方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種鋼的製造方法以及礦渣的鹽基度降低方法，可降低礦渣的鹽基度，且可抑制生產效率的下降。所述鋼的製造方法藉由利用轉爐（1），對熔融金屬實施氧化精煉處理而製造熔鋼，包括：精煉處理步驟，藉由利用轉爐（1），對熔融金屬添加至少包含氧氣的氧源來實施氧化精煉處理，從而將熔融金屬形成熔鋼；添加步驟，於精煉處理步驟之後，對收納有熔鋼的轉爐（1）的爐體（2），從上方添加至少包含SiO2
的含二氧化矽的物質；以及出鋼步驟，於添加步驟之後，使爐體（2）傾動而從爐體（2）中排出熔鋼。
Description
本發明是有關於一種鋼的製造方法以及礦渣（slag）的鹽基度（basicity）降低方法。
於煉鐵廠的製鋼步驟中，進行氧化精煉處理（脫碳處理），即，藉由利用轉爐，對熔融金屬（hot metal）添加氧氣等氧源來製造熔鋼（molten steel）。於該氧化精煉處理中，藉由所添加的副原料或熔融金屬中的雜質成分等的氧化反應而產生礦渣。該礦渣於回收後，作為多種用途的原材料而再利用。
轉爐中產生的礦渣的用途之一有路基材料。於將礦渣用作路基材料的情況下，浸水膨脹率必須滿足由日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）等基準來規定的品質基準，例如以JIS的基準，必須設為1.5%以下。為了降低礦渣的浸水膨脹率，必須減少礦渣中的游離石灰量，且重要的是降低礦渣的鹽基度（SiO2
含量相對於礦渣的CaO含量的比（（%CaO）/（%SiO2
）））。
然而，於轉爐中的氧化精煉處理中，若礦渣的鹽基度降低，則容易因處理中產生的CO氣體等而產生礦渣膨脹的發泡（foaming），脫磷（dephosphorization）效率亦降低。因此，氧化精煉處理的礦渣的鹽基度的下降成為作業故障的原因，使生產效率下降。另外，於轉爐中的氧化精煉處理中，通常於氧化精煉處理的初期分別投入矽石或石灰等副原料，所述副原料僅為與根據氧化精煉處理後的熔鐵的目標成分或目標溫度、精煉反應的效率等吹煉條件來決定的目標礦渣組成相對應的量。但是，就促進脫磷反應等的觀點而言，難以降低氧化精煉處理中的礦渣的鹽基度。
針對如上所述的問題，例如於專利文獻1中揭示有如下方法：對製鋼礦渣添加如下物質，該物質添加有包含SiO2
、Al2
O3
、FeO、Fe2
O3
、P2
O5
中的一種以上的物質（以下亦稱為「改良劑」），然後於熔融溫度以上的溫度下進行10分鐘以下的熱處理，藉此將礦渣加以改良。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利第4571818號公報
[發明所欲解決之課題]
此外，專利文獻1所記載的方法中，於利用轉爐來進行礦渣的改良的情況下，以於轉爐僅收納有礦渣的狀態下添加改良劑，或者於空的轉爐放入改良劑後添加礦渣。因此，專利文獻1記載的方法中，與進行氧化精煉處理的一系列作業製程不同，必須設置伴隨改良的處理，因此生產效率下降成為問題。
因此，本發明著眼於所述課題而形成，其目的在於提供一種可使礦渣的鹽基度降低，且可抑制生產效率下降的鋼的製造方法以及礦渣的鹽基度降低方法。
[解決課題之手段]
根據本發明的一態樣，提供一種鋼的製造方法，其藉由利用轉爐，對熔融金屬實施氧化精煉處理來製造熔鋼，所述鋼的製造方法包括：精煉處理步驟，藉由利用所述轉爐，對所述熔融金屬添加至少包含氧氣的氧源來實施氧化精煉處理，從而將所述熔融金屬形成所述熔鋼；添加步驟，於所述精煉處理步驟之後，對收納於所述轉爐的爐體的所述熔鋼，添加至少包含SiO2
的含二氧化矽的物質；以及出鋼步驟，於所述添加步驟之後，使所述爐體傾動而從所述爐體中排出所述熔鋼。
根據本發明的一態樣，提供一種礦渣的鹽基度降低方法，其使藉由利用轉爐，對熔融金屬實施氧化精煉處理來製造熔鋼時所產生的礦渣的鹽基度降低，所述礦渣的鹽基度降低方法包括：精煉處理步驟，藉由利用所述轉爐，對所述熔融金屬添加至少包含氧氣的氧源來實施氧化精煉處理，從而將所述熔融金屬形成所述熔鋼；添加步驟，於所述精煉處理步驟之後，對收納於所述轉爐的爐體的所述熔鋼，添加至少包含SiO2
的含二氧化矽的物質；以及出鋼步驟，於所述添加步驟之後，使所述爐體傾動而從所述爐體中排出所述熔鋼。
根據本發明的一態樣，提供一種可降低礦渣的鹽基度，且可抑制生產效率下降的鋼的製造方法以及礦渣的鹽基度降低方法。
[發明的效果]
根據本發明的一態樣，提供一種可降低礦渣的鹽基度，且可抑制生產效率下降的鋼的製造方法以及礦渣的鹽基度降低方法。
以下的詳細說明中，為了提供本發明的完整理解，而例示出本發明的實施形態來對多個特定的細節部分加以說明。然而，顯然，即便無所述特定細節部分的說明，亦可實施一個以上的實施態樣。另外，圖式為了簡潔而以簡圖來表示眾所周知的結構及裝置。
〈鋼的製造方法〉
參照圖1，對本發明一實施形態的鋼的製造方法進行說明。本實施形態中，藉由使用上底吹型的轉爐1，對熔鐵6進行氧化精煉處理，從而由熔融金屬來製造熔鋼。如圖1所示，轉爐1包括：爐體2、多個底吹風口（bottom blowing tuyere）3、頂吹噴管（top blowing lance）4、及滑槽（chute）5。爐體2是於內側施加有耐火材料的精煉容器。爐體2於圖1所示的狀態下，於上部具有稱為爐口21的開口部。另外，爐體2構成為能夠以設置於側面的一對耳軸22為中心而傾動。
多個底吹風口3是設置於爐體2的底部的雙重管的風口。多個底吹風口3構成為對爐體2的內部，分別從內側的管中至少吹入氧氣，且從外側的管中吹入烴氣體。
頂吹噴管4是構成為可從爐體2的上方穿過爐口21而插入至爐體2的內部的噴管。頂吹噴管4構成為可從形成於下側前端的噴管孔中至少噴射出氧氣。
滑槽5是設置於爐體2的上方的裝置。滑槽5的前端朝向爐口21而配置。滑槽5將從未圖示的料斗中切出的精煉劑或造渣劑等副原料搬送而投入至爐體2的內部。
本實施形態的鋼的製造方法中，藉由將從高爐中送出的熔融金屬收納於爐體2，進行氧化精煉處理來製造熔鋼。此外，以下，亦將熔融金屬及熔鋼統稱為熔鐵6。進行氧化精煉處理的熔融金屬亦可利用其他的精煉設備來預先實施脫矽處理或脫磷處理、脫硫處理等熔融金屬預處理。
本實施形態中，首先進行如下的精煉處理步驟：於爐體2裝入作為熔融金屬的熔鐵6後，從多個底吹風口3對熔鐵6吹入氧氣及烴氣體，且從頂吹噴管4對熔鐵6噴射氧氣，藉此進行氧化精煉處理。氧化精煉處理是對熔融金屬添加氧源，將熔融金屬中的碳或磷等雜質成分氧化去除的處理。本實施形態中，藉由氧化精煉處理，至少進行將熔鐵6中的碳去除的脫碳反應以及將熔鐵6中的磷去除的脫磷反應。此外，以下，將藉由從多個底吹風口3吹入氧氣、以及從頂吹噴管4噴射氧氣而進行的氧氣（氧源）對熔鐵6的添加亦稱為吹煉。
精煉處理步驟中，藉由進行脫碳反應，熔鐵6中的碳被氧化去除，而製造碳濃度低的熔鋼。另外，於精煉處理步驟中，為了促進脫磷反應，將造渣劑等副原料投入至爐體2的內部。此時，成分組成不同的多種造渣劑僅分別添加與作為目標的礦渣組成相對應的量。造渣劑等副原料是根據氧化精煉處理前的熔鐵6的成分或溫度、氧化精煉處理後的熔鐵6的目標成分或目標溫度、精煉反應的效率等各種吹煉條件來預先決定，所決定的投入量是於氧化精煉處理的初期投入。此外，礦渣的組成中，將CaO濃度（mass%）相對於SiO2
濃度（mass%）的比（（%CaO）/（%SiO2
））稱為鹽基度。另外，將根據所投入的副原料或熔鐵6的成分、氧源的投入預定量等的質量平衡，於氧化精煉處理前預先計算出的氧化精煉處理後的礦渣的推定鹽基度亦稱為計算鹽基度。於將一般的鋼種進行熔製的情況下，上底吹型的轉爐1中，通常計算鹽基度成為4.0以上。於精煉處理步驟中，投入副原料，然後進行吹煉處理，熔鐵6的成分及溫度成為目標的成分及溫度，藉此，氧化精煉處理結束。
於精煉處理步驟之後，進行如下的添加步驟：對收納於爐體2的熔鋼即熔鐵6，經由滑槽5而添加至少包含SiO2
的含二氧化矽的物質。
添加步驟的作業順序並未特別規定，但若採取以下的作業順序，則促進含二氧化矽的物質的熔解，因此較理想。
於轉爐1為具有頂吹噴管的轉爐，即頂吹型或者上底吹型的轉爐的情況下，亦可於精煉步驟之後，於一面為了防止噴嘴堵塞而噴射氧氣一面使頂吹噴管上升至待機位置為止的期間中，開始對熔鋼添加含二氧化矽的物質。於該情況下，若必需的精煉操作結束，則作業者（操作員）對操作盤進行操作而發送精煉結束指令。然後，於發送該指令後立即進行如下操作：將含二氧化矽的物質的必要量從料倉切出至料斗，打開料斗的門。若進行該操作，則頂吹噴管開始向待機位置上升後，含二氧化矽的物質經由滑槽而添加於爐內的熔鋼浴面上。頂吹噴管雖然為了避免噴嘴堵塞而與氧化精煉處理時相比而言流量低，但於上升中亦繼續噴射氧。此時，利用所吹附的氧氣來攪拌熔鋼（攪拌效果）。另外，利用所吹附的氧氣，熔鋼氧化而生成FeO，藉此促進礦渣的渣化（渣化效果）。因此，藉由利用氧氣的攪拌效果及渣化效果，含二氧化矽的物質的熔解得到促進。此外，為了使添加的時機以及爐傾動（出鋼）開始更提前，亦可進行如下操作：將添加預定量的含二氧化矽的物質於精煉處理步驟的末期從料倉中切出，以可添加的狀態儲留於料斗，於發送精煉結束指令後立即打開料斗的門。
另外，於轉爐為具有底吹風口的轉爐，即上底吹型或者底吹型的轉爐的情況下，亦可於精煉處理步驟之後，於將從底吹風口吹入的底吹氣體的吹入條件切換為使爐體傾動時的條件後，直至爐體開始傾動為止的期間中，對熔鋼添加含二氧化矽的物質。於該情況下，操作員對操作盤進行操作而發送精煉結束指令後，立即進行如下操作：將含二氧化矽的物質的必要量從料倉切出至料斗，打開料斗的門。若發送精煉結束指令，則於可將氧氣或惰性氣體、氧氣與惰性氣體的混合氣體等進行底吹的上底吹型或者底吹型的轉爐中，從底吹風口吹入的底吹氣體的吹入條件是由精煉處理步驟的條件，切換為於後述出鋼步驟中使爐體傾動時的條件。具體而言，於使爐體傾動而出鋼時的吹入條件下，底吹氣體的種類切換為惰性氣體，底吹氣體的流量設定為低至在出鋼中不會產生底吹風口的阻塞的程度的流量。含二氧化矽的物質於底吹氣體的吹入條件切換為使爐體傾動時的吹入條件後即刻直至爐體開始傾動為止的期間中，從料斗中經由滑槽5而添加於爐內的熔鋼浴面上。此外，於添加含二氧化矽的物質的期間，較佳為爐體成為直立的狀態。若採取此種作業順序，則藉由利用底吹氣體的熔鋼攪拌效果來促進含二氧化矽的物質的熔解。此外，為了使添加的時機以及爐體開始傾動（出鋼）的時機更提前，亦可僅進行如下操作：將添加預定量的含二氧化矽的物質於精煉處理步驟的末期從料倉中切出，以可添加的狀態儲留於料斗，發送精煉結束指令後立即打開料斗的門。
含二氧化矽的物質若為包含SiO2
的物質，則可為任一種，較佳為成分的大半為SiO2
，較佳為SiO2
含量更多。例如，含二氧化矽的物質可使用主要包含SiO2
的矽石。另外，作為含二氧化矽的物質，就料斗等儲藏設備的制約的觀點而言，較佳為使用精煉處理步驟所使用的造渣劑中的主要含有SiO2
的物質。此外，由於矽石通常用作造渣劑，故而就該觀點而言，亦較佳為使用矽石。進而，本實施形態中，作為一例，於使用矽石來作為含二氧化矽的物質的情況下，將矽石的粒徑設為5 mm以上、40 mm以下。含二氧化矽的物質的粒徑更小，則容易熔解。但，若含二氧化矽的物質的粒徑過小，則存在由於飛散而導致投入良率下降的可能性。另外，於將微粉狀的含二氧化矽的物質進行氣送而使用的情況下，由於儲藏設備或搬送設備的制約，於連續處理的情況下存在無法確保充分的投入量的可能性。另一方面，於含二氧化矽的物質的粒徑大的情況下，雖不會產生粒徑小的情況下的所述問題，但存在所投入的含二氧化矽的物質並不充分熔解的可能性。因此，含二氧化矽的物質的粒徑較佳為設為5 mm以上、40 mm以下。
於添加步驟中，根據礦渣7的精煉處理步驟後的計算鹽基度、以及依據礦渣的浸水膨脹率而設定的目標鹽基度，來決定含二氧化矽的物質的投入量。具體而言，根據礦渣7的精煉處理步驟後的計算鹽基度以及所推定的礦渣量，來求出為了使礦渣7達到目標鹽基度而必需的SiO2
量，與該SiO2
量相應的含二氧化矽的物質的量成為投入量。礦渣的浸水膨脹率是由礦渣中的F.CaO（Free-CaO，游離氧化鈣）的含量所決定的值，礦渣的鹽基度越高，則所述浸水膨脹率越大。於路基材料所使用的礦渣的情況下，依據JIS，以浸水膨脹率成為1.5%以下的方式來決定，本實施形態中，作為較其更嚴格的基準，目標為將礦渣的浸水膨脹率設為0.5%以下。為了滿足0.5%的浸水膨脹率，於如本實施形態般為上底吹形的轉爐的情況下，較佳為將目標鹽基度設為小於3.8，更佳為設為3.6以下。藉由將目標鹽基度，即，添加含二氧化矽的物質之後的礦渣的計算鹽基度設為小於3.8，較佳為3.6以下，可充分降低礦渣中的F.CaO的含量，可滿足浸水膨脹率≦0.5%的基準。另外，於添加步驟中，目標鹽基度較佳為設為3.0以上。於目標鹽基度，即，添加含二氧化矽的物質之後的礦渣7的計算鹽基度成為小於3.0的情況下，礦渣的磷分配比下降，存在藉由礦渣中的磷返回至熔鋼而產生熔鋼的磷濃度增加的複磷的可能性。因此，存在於磷濃度的上限嚴格的鋼種中成為問題的情況。
另外，於添加步驟中，亦可判斷精煉步驟後的礦渣7的計算鹽基度是否為3.8以上，僅於精煉步驟後的礦渣7的計算鹽基度為3.8以上的情況下添加含二氧化矽的物質。於該情況下，當精煉步驟後的礦渣7的計算鹽基度小於3.8時，不添加含二氧化矽的物質而進行後述出鋼步驟。
於添加步驟中添加的含二氧化矽的物質藉由從滑槽5投入至高溫的爐體2的內部，而添加於在熔鐵6的上方浮起的礦渣7。然後，所投入的含二氧化矽的物質藉由高溫的熔鐵6或礦渣7而熔解，成為熔融的礦渣7的一部分。
於添加步驟之後，進行使爐體2傾動而從爐體2中排出熔鐵6的出鋼步驟。於出鋼步驟中，以一對耳軸22為中心而使爐體2傾動，從設置於爐體2的側壁部的出湯孔（未圖示）中排出熔鐵6。經排出的熔鐵6收納於爐體2的下方所配置的澆桶（ladle）（未圖示），送至下一步驟。於出鋼步驟中，藉由爐體2傾動，熔鐵6或礦渣7於爐體2的內部流動，藉此，進而促進於添加步驟中投入的含二氧化矽的物質的熔融。
於出鋼步驟之後，成為於爐體2殘留有礦渣7的狀態。而且，殘留於爐體2的礦渣7藉由爐體2向與出鋼步驟相反的一側傾動，而從爐口21向下方排出。經排出的礦渣7回收至爐體2的下方所配置的礦渣桶（slag ladle），然後，經過老化（aging）處理或磁選（magnetic separation）處理等適當的處理而再利用。
經過出鋼步驟，收納於澆桶（未圖示）的熔鐵6根據應製造的鋼種的目標成分組成來適當實施兩次精煉之後，利用連續鑄造機等鑄造設備來鑄造，成為鑄片。所獲得的鑄片為了使尺寸形狀或特性等滿足出貨製品的規格而實施軋壓或熱處理，成為製品的鋼。
〈變形例〉
以上，雖已參照特定的實施形態來對本發明進行說明，但並非意圖藉由該些說明來限定發明。藉由參照本發明的說明，對本領域技術人員而言，與所揭示的實施形態一併，包含各種變形例的本發明的其他實施形態亦明瞭。因此應理解為，專利申請範圍中記載的發明的實施形態中，亦包括將本說明書中記載的該些變形例單獨或者組合包含的實施形態。
例如，所述實施形態中，轉爐1雖設為上底吹型的轉爐，但本發明並不限定於所述例。例如，轉爐1亦可為僅從頂吹噴管4來噴射氧氣的頂吹型轉爐、或僅從底吹風口3來噴射氧氣的底吹型轉爐。進而，於轉爐1為上底吹型的轉爐的情況下，除了如所述實施形態般可將氧氣進行底吹的轉爐以外，亦可為可僅進行惰性氣體的底吹的轉爐。另外，轉爐1亦可於頂吹噴管4設置與氧氣不同的其他噴管孔，從該噴管孔中，將石灰等副原料與搬送氣體一併對熔鐵6噴射（投射）。
另外，所述實施形態中，雖較佳為將目標鹽基度設為小於3.8，更佳為3.6以下，但本發明並不限定於所述例。進而，亦可於添加步驟中，根據精煉步驟後的礦渣7的計算鹽基度是否為3.8以上的判斷結果，來判斷是否於添加步驟中添加含二氧化矽的物質，但本發明並不限定於所述例。所述目標鹽基度及臨限值適合於在至少從多個底吹風口來吹入氧氣的吹煉形態的轉爐型精煉即上底吹型或者底吹型的轉爐中，達成0.5%以下的浸水膨脹率。即，可根據作為目標的浸水膨脹率、或轉爐的吹煉形態的差異，來變更所述目標鹽基度或臨限值。
進而，所述實施形態中，藉由添加氧氣作為氧源而進行氧化精煉處理，但本發明並不限定於所述例。例如，作為氧源，除了氧氣以外，亦可進而使用氧化鐵等固態氧源。
〈實施形態的效果〉
（1）本發明一態樣的鋼的製造方法藉由利用轉爐1，對熔融金屬實施氧化精煉處理而製造熔鋼，所述鋼的製造方法包括：精煉處理步驟，藉由利用轉爐1，對熔融金屬添加至少包含氧氣的氧源來實施氧化精煉處理，從而將熔融金屬形成熔鋼；添加步驟，於精煉處理步驟之後，對收納有熔鋼的轉爐1的爐體2，從上方添加至少包含SiO2
的含二氧化矽的物質；以及出鋼步驟，於添加步驟之後，使爐體2傾動而從爐體2中排出熔鋼。
根據所述（1）的構成，於作為熔鐵6的高溫熔鋼收納於爐體2的內部的狀態下，添加含二氧化矽的物質，因此含二氧化矽的物質容易熔解。另外，於出鋼步驟中，藉由因爐體2的傾動，熔鐵6或礦渣7於爐體2的內部流動，而更促進含二氧化矽的物質的熔解。因此，可使所添加的含二氧化矽的物質充分熔解，可高精度地降低礦渣7的鹽基度。另外，所述（1）的構成中，由於含二氧化矽的物質容易熔解，故而可使用更大粒徑的含二氧化矽的物質。藉此，可提高生產效率，製造成本亦可降低。
另外，於所述（1）的構成中，於精煉處理步驟中，無需降低礦渣7的鹽基度。若於精煉處理步驟中礦渣7的鹽基度降低，則存在產生礦渣7的發泡的可能性。若藉由發泡而從爐體2中噴出礦渣7，則引起良率下降或爐下的礦渣桶線的下沈等，無法進行穩定的作業。與此相對，所述（1）的構成中，礦渣7的發泡的發生頻率得到抑制，可進行穩定的作業。進而，若精煉處理步驟中礦渣7的鹽基度降低，則礦渣7的磷分配比降低，故而存在無法充分脫磷，或為了使礦渣7的量增加而包含CaO的造渣劑的投入量增加的情況。與此相對，所述（1）的構成中，礦渣7的鹽基度下降的期間成為從添加步驟至出鋼步驟為止的短期間，隨著磷分配比的下降，複磷的量亦變得極其微少。因此，可將由磷分配比的下降所帶來的影響抑制為最小限度，可進一步降低製造成本。另外，由於複磷的量極其微少等對熔鐵6的成分組成的影響小至可忽略的程度，故而成為製品特性等一如往常的鋼。
（2）於所述（1）的構成中，轉爐1具有設置於爐體2的底部的底吹風口3，於精煉處理步驟中，作為氧源中所含的氧氣，至少從底吹風口3對熔融金屬吹入氧氣，藉此實施氧化精煉處理。
根據所述（2）的構成，於就吹煉形態的不同而言，與頂吹型的轉爐相比難以降低礦渣的鹽基度的底吹型或上底吹型的轉爐中，亦可降低礦渣的鹽基度，因此可促進礦渣的再利用。
（3）於所述（1）或（2）的構成中，轉爐1具有頂吹噴管4，於添加步驟中，於精煉處理步驟之後，一面為了防止噴嘴堵塞而噴射氧氣一面使頂吹噴管4上升至待機位置為止的期間中，開始對熔鋼添加含二氧化矽的物質。
根據所述（3）的構成，利用由所吹附的氧氣帶來的攪拌效果及渣化效果，來促進含二氧化矽的物質的熔解。
（4）於所述（1）～（3）中的任一構成中，轉爐1具有設置於爐體2的底部的底吹風口3，於添加步驟中，於精煉處理步驟之後，將從底吹風口3吹入的底吹氣體的吹入條件切換為使爐體2傾動時的條件後，直至爐體2開始傾動為止的期間中，對熔鋼添加含二氧化矽的物質。
根據所述（4）的構成，於添加步驟中以藉由從底吹氣體所吹入的底吹氣體，來攪拌熔鋼，促進含二氧化矽的物質的熔解。
（5）於所述（1）～（4）中的任一構成中，於添加步驟中，當精煉處理步驟後的爐體2內的礦渣7的計算鹽基度成為3.8以上時，以礦渣7的計算鹽基度成為3.6以下的方式來決定含二氧化矽的物質的投入量。
根據所述（5）的構成，於所述（2）的構成的轉爐1中，可將礦渣7的浸水膨脹率設為0.5%以下。
（6）於所述（1）～（5）中的任一構成中，於添加步驟中，以將爐體2內的礦渣7的計算鹽基度成為3.0以上的方式來決定含二氧化矽的物質的投入量。
根據所述（6）的構成，可充分抑制複磷的量，可進一步降低製造成本。
（7）本發明一態樣的礦渣的鹽基度降低方法是使藉由利用轉爐1，對熔融金屬實施氧化精煉處理來製造熔鋼時所產生的礦渣7的鹽基度降低的礦渣7的鹽基度降低方法，其包括：精煉處理步驟，藉由利用轉爐1，對熔融金屬添加至少包含氧氣的氧源來實施氧化精煉處理，從而將熔融金屬形成熔鋼；添加步驟，於精煉處理步驟之後，對收納於轉爐1的爐體2的熔鋼添加至少包含SiO2
的含二氧化矽的物質；以及出鋼步驟，於添加步驟之後，使爐體2傾動而從爐體中排出熔鋼。
根據所述（7）的構成，可獲得與所述（1）相同的效果。
（8）於所述（7）的構成中，轉爐1具有頂吹噴管4，於添加步驟中，於精煉處理步驟之後，一面為了防止噴嘴堵塞而噴射氧氣一面使頂吹噴管4上升至待機位置為止的期間中，開始對熔鋼添加含二氧化矽的物質。
根據所述（8）的構成，獲得與所述（3）的構成相同的效果。
（9）於所述（7）或（8）的構成中，轉爐1具有設置於爐體2的底部的底吹風口3，於添加步驟中，於精煉處理步驟之後，將從底吹風口3吹入的底吹氣體的吹入條件切換為使爐體2傾動時的條件後，直至爐體2開始傾動為止的期間中，對熔鋼添加含二氧化矽的物質。
根據所述（9）的構成，獲得與所述（4）的構成相同的效果。
[實施例]
對本發明者等人所進行的實施例加以說明。實施例中，使用與所述實施形態相同的鋼的製造方法，利用轉爐1來進行熔鐵6的精煉處理，使礦渣的鹽基度降低。具體而言，實施例中，於精煉處理步驟中，藉由利用上底吹型的轉爐1，對熔融金屬實施氧化精煉處理來製造熔鋼。於精煉處理步驟中，於將計算鹽基度設為4以上的條件下，進行熔鐵6的氧化精煉處理。繼而，於添加步驟中，將目標鹽基度設為3.6（實施例1）或3.2（實施例2），添加矽石來作為含二氧化矽的物質。進而，於出鋼步驟中，當將熔鐵6從爐體2中排出時，採集爐體2內的礦渣7來測定CaO濃度以及SiO2
濃度，藉此測定鹽基度（亦稱為「實際鹽基度」）。
另外，實施例中，作為比較，於精煉步驟之後，依據不進行添加步驟而進行出鋼步驟的現有方法來進行鋼的製造（比較例）。於比較例中，亦與實施例同樣，於出鋼步驟中採集礦渣7來測定實際鹽基度。另外，比較例中，於計算鹽基度不同的多個條件（比較例1～比較例4）下，進行實際鹽基度的測定，來調查計算鹽基度與實際鹽基度的關係。
圖2中示出實施例及比較例的計算鹽基度與實際鹽基度的關係。圖2所示的比較例的圖表中，分別示出比較例1的計算鹽基度成為3.49以下（N（樣品數量）＝42），比較例2的計算鹽基度成為3.50以上、3.99以下（N＝182），比較例3的計算鹽基度成為4.00以上、4.49以下（N＝467），比較例4的計算鹽基度成為4.50以上（N＝722）的條件。此外，圖2中，圖表中示出多個資料的平均值，縱橫延伸的條表示標準偏差（σ）。如圖2所示可確認，比較例1～比較例4所示的現有的礦渣的鹽基度是實際鹽基度對於計算鹽基度顯示出相關關係的鹽基度。此處，計算鹽基度是根據氧化精煉處理的熔融金屬的成分或各種副原料的投入量、包含氧氣的氧源的量等預先設想的吹煉條件下的質量平衡來計算的鹽基度。因此，根據實際的反應效率等要因，存在相對於計算鹽基度而言，實際鹽基度僅降低一定程度的傾向。
進而，如圖2所示，將目標鹽基度設為3.6的實施例1（N＝423）、以及將目標鹽基度設為3.2的實施例2（N＝36）中，可確認相對於目標鹽基度，實際鹽基度充分降低，且可確認所添加的含二氧化矽的物質於礦渣中熔解。
另外，實施例中，對以與所述實施例1相同的方式進行處理的礦渣7，從爐體2中排出而回收後，進行鹽基度的分析以及測定浸水膨脹率。鹽基度是對礦渣7的分析用試樣進行螢光X射線分析，將CaO濃度（mass%）及SiO2
濃度（mass%）進行定量，根據該些濃度的比來求出。浸水膨脹率的測定是依據日本工業標準JISA5015附錄B來實施。其結果為可確認，礦渣的鹽基度為2.7，且浸水膨脹率成為0.5%以下。與此相對，對於利用與比較例相同的方法來處理的計算鹽基度為4.0以上的礦渣，亦於回收後進行鹽基度的分析以及測定浸水膨脹率。此時，分析及測定是利用與所述實施例相同的方法來實施。其結果為可確認，礦渣的鹽基度為3.5，且浸水膨脹率成為1.5%以上，無法滿足目標品質。
1:轉爐
2:爐體
3:底吹風口
4:頂吹噴管
5:滑槽
6:熔鐵
7:礦渣
21:爐口
22:耳軸
圖1是表示轉爐的設備構成的示意圖。
圖2是表示實施例及比較例的計算鹽基度與實際鹽基度的關係的圖表。
1:轉爐
2:爐體
3:底吹風口
4:頂吹噴管
5:滑槽
6:熔鐵
7:礦渣
21:爐口
22:耳軸
Claims (7)
- 一種鋼的製造方法，藉由利用轉爐，對熔融金屬實施氧化精煉處理來製造熔鋼，所述鋼的製造方法包括：精煉處理步驟，藉由利用所述轉爐，對所述熔融金屬添加至少包含氧氣的氧源來實施氧化精煉處理，從而將所述熔融金屬形成所述熔鋼；添加步驟，於所述精煉處理步驟之後，對收納於所述轉爐的爐體的所述熔鋼，添加至少包含SiO2的含二氧化矽的物質；以及出鋼步驟，於所述添加步驟之後，使所述爐體傾動而從所述爐體中排出所述熔鋼，其中所述轉爐具有頂吹噴管，並且於所述添加步驟中，於所述精煉處理步驟之後，在一面為了防止噴嘴堵塞而噴射所述氧氣一面使所述頂吹噴管上升至待機位置為止的期間中，開始對所述熔鋼添加所述含二氧化矽的物質。
- 如申請專利範圍第1項所述的鋼的製造方法，其中所述轉爐具有設置於所述爐體的底部的底吹風口，並且於所述精煉處理步驟中，作為所述氧源中所含的所述氧氣，至少從所述底吹風口對所述熔融金屬吹入氧氣，藉此實施所述氧化精煉處理。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的鋼的製造方法，其中所述轉爐具有設置於所述爐體的底部的底吹風口，並且 於所述添加步驟中，於所述精煉處理步驟之後，將從所述底吹風口吹入的底吹氣體的吹入條件切換為使所述爐體傾動時的條件之後，直至所述爐體開始傾動為止的期間中，對所述熔鋼添加所述含二氧化矽的物質。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的鋼的製造方法，其中於所述添加步驟中，當所述精煉處理步驟後的所述爐體內的礦渣的計算鹽基度成為3.8以上的情況下，以所述礦渣的計算鹽基度成為3.6以下的方式來決定所述含二氧化矽的物質的投入量。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的鋼的製造方法，其中於所述添加步驟中，以所述爐體內的礦渣的計算鹽基度成為3.0以上的方式來決定所述含二氧化矽的物質的投入量。
- 一種礦渣的鹽基度降低方法，使藉由利用轉爐，對熔融金屬實施氧化精煉處理來製造熔鋼時所產生的礦渣的鹽基度降低，所述礦渣的鹽基度降低方法包括：精煉處理步驟，藉由利用所述轉爐，對所述熔融金屬添加至少包含氧氣的氧源來實施氧化精煉處理，從而將所述熔融金屬形成所述熔鋼；添加步驟，於所述精煉處理步驟之後，對收納於所述轉爐的爐體的所述熔鋼，添加至少包含SiO2的含二氧化矽的物質；以及出鋼步驟，於所述添加步驟之後，使所述爐體傾動而從所述 爐體中排出所述熔鋼，其中所述轉爐具有頂吹噴管，並且於所述添加步驟中，於所述精煉處理步驟之後，在一面為了防止噴嘴堵塞而噴射所述氧氣一面使所述頂吹噴管上升至待機位置為止的期間中，開始對所述熔鋼添加所述含二氧化矽的物質。
- 如申請專利範圍第6項所述的礦渣的鹽基度降低方法，其中所述轉爐具有設置於所述爐體的底部的底吹風口，並且於所述添加步驟中，於所述精煉處理步驟之後，將從所述底吹風口吹入的底吹氣體的吹入條件切換為使所述爐體傾動時的條件之後，直至所述爐體開始傾動為止的期間中，對所述熔鋼添加所述含二氧化矽的物質。
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